CC BY
346Антиоксидантная активность флавоноидов
© Поспелова М.Л., Барнаулов О.Д., Туманов Е.В., 2005
АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ФЛАВОНОИДОВ
из цветков лабазника вязолистного Filipendula ulmaria (L.) Maxim.
М.Л. ПОСПЕЛОВА, О.Д. БАРНАУЛОВ, Е.В.ТУМАНОВ
Институт мозга человека РАН, Санкт-Петербург
Поспелова М.Л., Барнаулов О.Д., Туманов Е.В. Антиоксидантная активность флавоноидов из цветков лабазника вязолистного Filipendula ulmaria (L.) Maxim. // Психофармакол. и биол. наркол. 2005. Т. 5. № 1. С. 841-843. Институт мозга человека РАН, Санкт-Петербург, 197376, ул. акад. Павлова, 12а.
На моделях спонтанного пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) в гомогенатах мозга, ферметативно-го ПОЛ в гомогенатах печени крыс, а также ингибирования окисления адреналина обнаружена в разной мере выраженная антиоксидантная активность (АОА) флавоноидов, выделенных из цветков лабазника вя-золистного Filipendula ulmaria (L.) Maxim. и их суммы. Выявлен один из механизмов непрямого адрено-миметического действия флавоно-идов — ингибирование окисления
адреналина. В системе спонтанного ПОЛ настой цветков в низкой концентрации 1 : 1000 000 г/мл проявил высокую АОА, превосходя все индивидуальные природные соединения. Для практического применения в фитотерапии предлагается использование настоя цветков лабазника, а не индивидуальных флавоноидов, выделенных из них.
V
Ключевые слова: антиоксидантная активность, флавонои-ды, фитотерапия.
Pospelova M.L., Barnaulov O.D., Tumanov E.V. Antioxydative activity of flavonoides isolated from flores Filipendula ulmaria (L.) Maxim.. // Psychopharmacol. Biol. Narcol. 2005. Vol. 5. № 1. P. 841-843. Institute of the Human Brain, Russian Academy of Sciences, St.Peterburg, 197376, Acad. Pavlov street, 12a.
The different antioxydative activity (AOA) of flavonoides, isolated from Filipendula ulmaria (L.) Maxim. flores and their sum was discovered using models of spontaneous lipid peroxydation (LP) in rat brain ho-mogenates, fermentative LP in rat liver homogenates and inhibition of epinephrine oxidation as well. A mechanism of indirect adrenomimet-ic action of flavonoids consisting of inhibition of epinephrine oxidation was revealed. Flores solution was shown to demonstrate high AOA in very low concentration 1 : 1 000 000 g/ml on the model of spontaneous LP, exiling all individual natural structures and their sum. The using of Filipendula flores infusion in medicinal phytotherapeutical practice, but not the flavonoides, isolated from them, is recommended.
Key words: antioxydative activity, flavonoides, phytotherapy.
Настой цветков лабазника вязолистного — оффицинальное ранозаживляющее и противовоспалительное средство, рекомендованное после успешных клинических испытаний к применению фармакологическим комитетом Минздрава СССР в декабре 1984 г. [10]. Водные извлечения: отвар и настой («таволожный чай») цветков проявили в эксперименте выраженные гастро-, гепато-, вазо-, церебропротективные свойства, препятствовали токсическому, деструктивному действию ацетилсалициловой кислоты, бутадиона, атофана, резерпина, иммобилизационного стресса, перевязки привратника, четыреххлористого углерода, ал-локсана, коразола, стрихнина, тиосемикарбазида, электрошока и других фармакологических анализаторов и повреждающих воздействий [2]. Поскольку в реализации цитотоксического действия этих и многих других агентов существенную роль играет инициация перекисного окисления липи-
дов (ПОЛ), исследована антиоксидантная активность (АОА) настоя цветков. «Таволожный чай» проявил высокую АОА in vitro на модели спонтанного, а также инициированного ПОЛ, превосходя все остальные 22 галеновых фитопрепарата. Его ЕС50 находятся в пределах 4,21-7,36 Ч 10-6 г/мл в зависимости от времени инкубации [9]. Порал-лельно в эксперимените in vivo и в клинике выявлена способность настоя цветков лабазника вязо-листного увеличивать активность супероксиддис-мутазы (СОД) в тканях мозга животных и в крови. Закономерен вопрос о веществах-носителях АОА при прямом антиоксидантном действии настоя. Цветки лабазника вязолистного содержат большое количество различных флавоноидов, 4-9% от массы воздушно-сухого сырья [1, 3], которые принадлежат к классу полифенольных соединений, рассматриваемых как природные антиоксиданты [6, 11]. Цель работы— сравнительная оценка
^2005 г. № VJ
841
М.Л. Поспелова, О.Д. Барнаулов, Е.В. Туманов
АОА отдельных флавоноидов, выделенных из цветков лабазника вязолистного, и их суммы.
МЕТОДИКА
Спектрально чистые флавоноиды из цветков лабазника вязолистного (кверцетин, его производные рутин, гиперозид, спиреозид и мирицетин) и их сумму применяли в концентрациях, эквимолярных 0,01 мМ кверцетина. Растворитель — диметилсульфоксид.
АОА природных соединений изучали в 3-х модельных системах: 1) на модели спонтанного ПОЛ в гомогенатах мозга крысы по методике В.А. Костюк и соавторов (1990) в нашей модификации [9]; 2) на модели ферментативного ПОЛ в микросомах гепато-цитов. Ферментативное, NADH^-зависимое ПОЛ определяли в микросомальной фракции гомогенатов печени по П.Г.Комарову с соавторами [7]. Контролем АОА служили используемые в клинической практике антиоксиданты а-токоферол (2 мкМ) и унитиол; 3) изучали способность флавоноидов препятствовать окислению адреналина (6 • 10-4 М, Serva). Реакцию проводили при 25 °С в 0,05 М Na-карбонатном буфере, рН = 10,5, содержащем 10-4 М ЭДТА. Скорость окисления (АЕ480 /мин) оценивали по образованию окрашенного адренохрома.
Все результаты обработаны статистически с использованием параметрического Student-Newman-Keuls Multiple Comparisons Test и непараметрического критерия %2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В системе спонтанного ПОЛ в гомогенате мозга крыс слабую АОА проявил лишь один из флавонои-дов — кверцетин. Он и его гликозиды являются наиболее распространенными флавоноидами. С высокой степнью достоверности (р < 0,001) сумма флавонои-дов из цветков лабазника вязолистного превосходила кверцетин по АОА. В свою очередь она уступала еще более суммарному галеновому препарату — настою цветков 1 : 10 в разведении 1 : 100 000. В пересчете на массу воздушно-сухого сырья настой цветков в весьма низкой концентрации 1 : 10-6 г/мл подавлял спонтанное ПОЛ на 90 и 100% при 30 и 60-ти минутах экспозиции соответственно. Уровень такой АОА следует расценить как очень высокий. Очевидно, что нет необходимости выделять индивидуальные флавоноиды и даже их сумму для достижения высокого антиоксидантного эффекта. Его можно достичь, используя в фитотерапии водные извлечения цветков лабазника вязолистного или сборов, включающих цветки, что было подтверждено клиническими исследованиями [9]. Нетоксичный настой
цветков, «таволожныи чаи», в недавнем прошлом широко применявшийся в России в том числе с лекарственными целями позволяет получить максимальный антиоксидантный эффект. Оправдано предположение о неслучайности выбора в народных медицинах суррогатов чая и лекарственных растений с высоким терапевтическим эффектом, подтверждаемым в последующем клиническими и экспериментальными методами научной медицины. В системе спонтанного ПОЛ применяемые в практике унитиол и а-токоферол были неэффективны.
В ферментативной системе ПОЛ в микросомаль-ной фракции гомогенатов печени крыс а-токофе-рол, широко используемый в практике антиокси-дант, проявил наиболее низкую АОА. При 20-минутной инкубации все изученные соединения, кроме оффицинальных препаратов кверцетина и рутина, превосходили а-токоферол по активности, а при 10-минутной — в порядке убывания АОА препараты располагались следующим образом: унитиол > спиреозид > мирицетин > рутин > гиперозид > сумма флавоноидов > кверцетин. На этой модели ПОЛ настой цветков был неэффективен, что, скорее всего, связано с неадекватностью этой методики для изучения АОА суммарных водных извлечений из растений.
При 20-минутной экспозиции наиболее высокую АОА также проявил унитиол, а остальные препараты по убыванию активности располагались в следующем порядке: спиреозид > рутин > гиперозид
> мирицетин > сумма флавоноидов > кверцетин >
> а-токоферол. Определенная закономерность в распределении флавоноидов по активности при 10- и 20-минутной экспозиции наблюдается. Наиболее активен спиреозид, в какой-то мере специфичный для цветков лабазника гликозид кверцетина. Ранее лабазник называли спиреей, в связи с чем этот фла-воноид и получил свое название, равно как гиперо-зид был впервые выделен из зверобоя — Hypericum. Крайние члены приведенных рядов распределения препаратов по активности достоверно отличаются друг от друга. Существенно, что именно оффици-нальные препараты: а-токоферол, рутин и кверце-тин отнюдь не являются эталонами высокой АОА при использовании двух моделей ПОЛ. В неферментативной системе ПОЛ существенна роль органических кислот и полифенольных соединений, для которых доказана способность нейтрализовать липопе-рекиси на поздних стадиях ПОЛ [5]. Все изученные флавоноиды являются дериватами кверцетина, а мирицетин чрезвычайно сходен с ним по струтуре, отличаясь лишь наличием еще одной гидроксиль-ной группы (рис. 1), что теоретически должно повышать его АОА. В ферментативной системе ПОЛ ми-рицетин достоверно превосходит кверцетин по АОА. Кверцетин обладает выраженными электроноакцеп-
ГпФвн-J
842
Антиоксидантная активность флавоноидов
торными свойствами. АОА его и дериватов в ферментативной системе ПОЛ может быть связана с шунтированием цепи переноса электронов через цитохром Р-450 зависимых монооксидаз эндоплазматическо-го ретикулума гепатоцитов.
Окисление адреналина в щелочной среде протекает в несколько стадий с участием супероксидных радикалов, а тороможение этого процесса связывают с инактивацией О2 [13].
Исследованные флавоноиды, как в отдельности, так и в сумме, примерно одинаково тормозили образование окрашенного адренохрома, демонстрируя наличие антирадикальных свойств, способность продлять время жизни адреналина. Этот механизм непрямого адреномиметического действия флавоноидов дополняет ранее обнаруженную у них способность обратимо ин-гибировать активность катехол-орто-метилтрансфер-разы [12] и тем самым замедлять процесс метилирования гидроксильных групп катехоламинов. Мягкое непрямое адреномиметическое действие флавонои-дов, широко представленных в большинстве представителей фауны, в том числе в пищевых растениях, позволяет утверждать наличие природных регуляторов адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы [8] травоядных внутри биогеоциноза. Понимание этих закономерностей позволяет более осознанно и результативно изыскивать наиболее эффективные растительные антиоксиданты. Антиоксидантный и адреномиме-тический механизм действия флавоноидов, фенол-
карбоновых кислот [2, 4, 9] позволяет отчасти объяснить антидистрофическое, антидеструктивное, цитопротективное действие суммарных галеновых препаратов, содержащих различные классы химических соединений. Использование более эф-фективныъх галеновых препаратов позволяет не пребегать к дорогостоящим, техноемким процессам выделения и очистки менее эффективных индивидуальных природных соединений, в частности фла-воноидов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, при изучении антиоксидант-ных свойств флавоноидов из цветков лабазника вя-золистного в системе спонтанного ПОЛ обнаружено, что кверцетин, сумма флавоноидов значительно уступают настою цветков по активности. По этой причине логично предположить, что флавоно-иды являются не единственным классом природных соединений, обусловливающих АОА настоя цветков. В системе ферментативного ПОЛ флавоноиды проявляли в разной мере выраженную АОА, превосходя стандартно применяемый в клинике анти-оксидант а-токоферол, но уступая унитиолу. Обнаружена способность флавоноидов тормозить окисление адреналина. Для практического применения рекомендуется более активный, технически и экономически более доступный настой цветков лабазника.
1. Балабас Г.М., Гращенков А.Е. Род Filipéndula Mill. Лабазник. F. Ulmaria (L.) Maxim. (Spirea ulmaria L.) Л. Вязолистный. // Растит. ресурсы СССР. Л.: Наука, 1987. Т. III. С. 45-46.
2. Барнаулов ОД. Поиск и фармакологическое изучение фитопрепаратов, повышающих резистентность организма к повреждающим воздействиям, оптимизирующих процессы репарации и регенерации: дис. ... д-ра мед. наук. Л., 1988. 487 с.
3. Барнаулов ОД, Кумков А.В., Ха-ликова НА. и др. Химический состав и первичная оценка фармакологических свойств препаратов из цветков Filipéndula ulmaria (L.) Maxim.// Растит. ресурсы. 1977. Т. 13. Вып. 4. С. 661-669.
4. Барнаулов ОД. Гастропротектив-ные и адренопролонгирующие свойства фенолкарбоновых кислот. //Хим.-фарм. журн. 1987. № 6. С. 689-692.
ЛИТЕРАТУРА
5. Галушкина Л.Р., Джумаев НА., Кудрин А.Н. Влияние суммы эле-утерозидов, фенольной и полиса-харидной фракции элеутерококка на адаптацию и резистентность ЦНС при ишемии. // Фармация. 1990. № 2. С. 59-63.
6. Иванов И.И. Молекулярные механизмы стабилизации мембран природными липидными анти-оксидантами: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М., 1987. 47 с.
7. Комаров П.Г., Биленко М.В., Швецова АА. и др. Оценка эффективности действия химических соединений на ферментативное перекисное окисление липи-дов. //Вопр. мед. химии. 1985. Т. 31. Вып. 2. С. 40.
8. Орбели ЛА. Теория адаптационно-трофического влияния нервной системы. Избр. тр. Л., 1962. Т. 2. С.226-234.
9. Поспелова М.Л. Экспериментальное обоснование и клиническая оценка эффективности
фитотерапии больных дисцир-куляторной энцефалопатией: автореф. дис. ... канд. мед. наук. СПб., 2000. 19 с.
10. Решение Фармакол. комитета Упр. по внедрению новых лек. средств и мед. техники МЗ СССР от 14 декабря 1984 г., протокол № 24 по препарату цветки лабазника вязолистного.
11. Скакун Н.Н., Степанова Н.Ю. Сравнительная оценка гепатоп-ротективной, антоксидантной желчегонной активности флаво-ноидных препаратов. //Врач. дело. 1988. № 12. С. 54-55.
12. Gugler R., Dangler H.J. Inhibition of human liver catechol-O-methyltransferase by flavo-noids. // Arch. Pharmacol. 1973. Vol. 276. N 2. Р. 223-233.
13. Misra H.P., Fridovich L. Adre-nochrom oxidation. // J. Biol. 1972. Vol.247. N 10. P. 31703176.
^2005 г. № VJ
843
